[发明专利]高稳定性的气浮电主轴

说明书

技术领域

本发明涉及电机轴领域，特别涉及到一种稳定的电主轴结构。

背景技术

随着电气传动技术（变频调速技术、电动机矢量控制技术等）的迅速发展和日趋完善，高速数控机床主传动系统的机械结构已得到极大的简化，基本上取消了带轮传动和齿轮传动。机床主轴由内装式电动机直接驱动，从而把机床主传动链的长度缩短为零，实现了机床的“零传动”。这种主轴电动机与机床主轴“合二为一”的传动结构形式，使主轴部件从机床的传动系统和整体结构中相对独立出来，因此可做成电主轴。由于电主轴在工作时需要大量摩擦产生热量，其降温冷却成为了重点解决的问题之一，现有的冷却液的使用与主轴接触面小，且冷却液流动性没法保证，同时，轴心需要前后轴承进行定位，但该定位依然不够稳定，而且在与冷却液相配合时会发生接触不充分的问题，致使电主轴的线圈在工作时产生大量的热量无法疏散，线圈在散热方面效果有待提高。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种可在工作过程中有效降温且保持稳定性能的电主轴。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

高稳定性的气浮电主轴，其依次从外到内包括电机外壳、主轴本体、定子和轴芯，所述的轴芯尾部连接电机组件；在所述的轴芯和主轴本体之间设置的多节的培林，所述的培林包括设置于轴芯前端部轴头处的推培林、轴芯后端部与定子之间设置的后培林和轴芯中前部与定子之间设置的中培林；所述的中培林包括前部和后部；所述的主轴本体表面设置冷却通槽和连通培林的冷却液流通孔；所述的主轴本体内还设置主气路，所述多节的培林设置与主气路连通的气路环槽。

作为对上述高稳定性的气浮电主轴的进一步描述，所述的中培林包括侧面两组支撑结构，分别组成前部和后部，所述的前部表面设前循环水槽，所述的后部设置后循环水槽。

作为对上述高稳定性的气浮电主轴的进一步描述，所述的后培林设置后培林循环水槽。

作为对上述高稳定性的气浮电主轴的进一步描述，所述的定子设置于轴芯外侧并且位于轴芯中后部位置。

作为对上述高稳定性的气浮电主轴的进一步描述，所述的冷却液流通孔包括与冷却通槽、中培林及后培林外表面相连通的第三出液口、第三进液口、第一出液口、第一进液口、第二出液口和第二进液口。

作为对上述高稳定性的气浮电主轴的进一步描述，还有包括若干节点进气口，所述的推培林与主气路之间设置连通的第一节点进气口、所述的中培林的中部设置与主气路连通的第二节点进气口、所述的后培林设置与主气路连通的第三节点进气口。

作为对上述高稳定性的气浮电主轴的进一步描述，所述的轴芯包括所述的轴头、锁定于轴头内的刀具、与轴头相互嵌合的轴件。

作为对上述高稳定性的气浮电主轴的进一步描述，所述的轴头内依次设置夹头、弹簧组件和轴霸锁定所述刀具，并且轴件内设置一轴向的顶杆，所述的顶杆通过一连接件固定于所述电机组件的电机后座内。

作为对上述高稳定性的气浮电主轴的进一步描述，所述的轴头前端内部设置锥面，弹簧夹头为标准夹头，所述的弹簧夹头固定所述的刀具，所述的弹簧夹头与所述的锥面配合；所述的轴头前端外部设置外螺纹，通过一螺母与所述的外螺纹旋合锁定弹簧夹头。

作为对上述高稳定性的气浮电主轴的进一步描述，其还包括接入导线的主线口、通入冷却液的冷却液端出口、冷却液端入口以及接入气源的主气源接口。

本发明的有益效果是：在主轴本体上除了设计为推培林、后培林以外，还在中部设置中培林，该中培林能够在轴心转动过程中，有效地与推培林、后培林相配合，使转轴的转动更为平稳，且可有效地降低后端轴心的偏摆现象。同时，增加冷却液端入口管，该入口管通入冷却液，可以向通槽的冷却液处进行推压，从而促进冷却液的充分流动，其配合多气孔进气的方式通气，使高速旋转下的轴承冷却效果更为有效，该方案的通槽采用螺旋式结构设计，可通冷却液至主轴本体内且充分接触，配合通气孔通入培林内，对于降低线圈的发热，具有明显的减缓作用。

附图说明

图1 为本发明主轴轴芯采用后拉式夹头形式的整体结构图；

图2为显示通槽处结构的电主轴整体示意图；

图3为图1主轴显示通气空气培林支撑轴芯的截面结构示意图；

图4为图1主轴显示通气空气培林主气路的截面结构示意图；

图5为图3中采用后拉式夹头形式的主轴轴芯结构示意图；

图6为图3中A处的局部放大图；

图7为主轴轴芯采用弹簧锁嘴螺母直锁形式的截面结构示意图；